加工処理方法が異なる紫花豆の抗酸化活性の比較

加工処理方法が異なる紫花豆の抗酸化活性の比較

その他（別言語等）

のタイトル

Comparison of antioxidant activity of scarlet runner beans (purple) processed with different methods

著者 初沢 葵, 慈 照紅, 小嶋 道之

雑誌名 帯広畜産大学学術研究報告

巻 41

ページ 23‑29

発行年 2020‑11

URL http://doi.org/10.24556/00004686

摘　要

（受付：2020 年 4 月 30 日，受理：2020 年 7 月 22 日）

　浸漬および加熱処理に用いる水量が異なる紫花豆煮豆を作り、それらの抗酸化活性を検討した。

浸漬と加熱処理に用いた水量(ml)が生豆の重さ(g)の２倍の条件で加工した煮豆抽出液が、最も 高いDPPHラジカル消去活性(12.11±0.27µmol/g 煮豆)を示した。浸漬と加熱処理に用いた水量(ml) と生豆の重さ(g)の比が大きくなるにつれて、その煮豆抽出液のDPPHラジカル消去活性は低くなっ た。これらの煮豆抽出液に含まれるDPPHラジカル消去活性とポリフェノール含量との間には正の 相関が認められた(相関係数 r＝0.9952)。これらの結果は、煮豆を作るときに用いる浸漬および 加熱処理の水量を少なくするほど、その煮豆に含まれる抗酸化活性は高くなることを示している。

しかし、煮豆を加工するときに用いる水の量を少なくすると硬い煮豆になる欠点がある。

　豆の硬さを緩和するために少量の食酢や重曹を添加する煮豆法により製造した紫花豆の煮豆と 蒸煮法による蒸し豆の抗酸化活性を検討した。その結果、今回検討した加工法の中では、蒸煮法 で作った蒸し豆の機能性の方が食酢や重曹を添加して作った煮豆のそれらよりも高いことを明ら かにした。

キーワード：ベニバナインゲン、煮豆、蒸し豆、機能性、ポリフェノール

1 帯広畜産大学食品科学研究部門

1

Department of Food Production Science, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine, Obihiro, Japan

2 岩手大学連合農学研究科生物資源科学専攻

2

Department of Bioresources Science, United Graduate School of Agricultural Sciences, Iwate University, Morioka, Japan

3 帯広畜産大学人間科学研究部門

3

Department of Human Sciences, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine, Obihiro, Japan

Address Correspondence：Michiyuki KOJIMA, [email protected]

Comparison of antioxidant activity of scarlet runner beans (purple) processed with different methods Aoi HATUZAWA

, Chengyu JIANG

, Michiyuki KOJIMA

初沢葵^１・慈照江^２・小嶋道之^３

加工処理方法が異なる紫花豆の抗酸化活性の比較

初沢葵・慈照江・小嶋道之

緒　言

　紫花豆（

Phaseolus coccineus

P.

vulgaris

域で広く栽培されていて、北見や十勝地方で生産量が多 く、豆粒が極めて大きいことから煮豆や甘納豆の原料に 利用されている。

　加工調理は、食用作物の物性や化学組成にさまざま な変化をもたらすことが報告されている(Brand et al.

1995 ; Sultana et al. 2008)。しかし、通常豆類の種子 は硬く、非栄養成分を含むことから、加工しないで食べ ることはできない。一般に、種実は焙煎したり、浸漬・

発芽させたり、加工処理；煮沸、蒸煮、高圧処理など の調理をおこなうなどして食用としている(Boateng et al. 2008)。しかし、これらの加工処理には、いろいろ なメリット・デメリットがあり、栄養成分や生理活性物 質の含有量の変化、風味や色、食材に含まれる物理特性 や機能性などへの影響が指摘されている(Knorr 1999 ; Wang et al. 2008 ; Guzel et al. 2012)。また、インゲ ン豆や大豆の熱処理や加圧処理は、フェノール成分の含 量や組成、抗酸化活性に影響を与えることが報告されて いる(Nuria et al. 2007 ; Xu et al. 2008)。これらの 報告は、浸漬、煮沸、蒸煮などの加工処理が、豆類のフェ ノール成分に影響を与える可能性を示唆しているが、煮 熟および蒸煮処理した加工品；煮豆と蒸し豆の抗酸化活 性の相違について、同時に比較した報告はみられない。

本論文では、異なる加熱加工処理を行った紫花豆に含ま れるポリフェノール含量や抗酸化活性の比較から、紫花 豆の煮豆と蒸し豆の機能性の違いについて明らかにしよ うとした。

実験方法

1．材料および試薬

　紫花豆は川西農業協同組合（2017年産、帯広）から、

また他のすべての試薬類は和光純薬工業（日本、大阪）

から購入した。浸漬時に添加した酸；ミツカン酢（酸度 4.2％、ミツカンホールディングス（株））や塩基；重曹 (食品添加物、幸田商店(株)、茨城県)は、市内のスーパー から購入した。

2．煮豆および蒸し豆の調製

　紫花豆の煮豆は、浸漬・煮熟に用いる水量が異なる6 通りの処理条件を用いて製造した。豆重量と用いた水 量との関係は、Table 1に示した。紫花豆30 gを精秤後、

生豆重量の2倍、4倍、6倍、8倍、10倍、20倍の水を加え た以外は、すべて同様にして煮豆を製造した。すなわち、

紫花豆に水を加えて、28℃前後の恒温槽で18時間吸水さ せ、浸漬豆の重量と浸漬液の体積を計測後に、両者を再 び合わせて、電気圧力鍋（Panasonic SR-P37-N、大阪）

で113℃、7分間の低圧条件で調理した。煮豆の重量と煮 汁の体積を測定し、各々を実験試料に用いた。

　また、紫花豆30 gを精秤し、豆重量の4倍となるよう に蒸留水、0.1%食酢となるように調製した浸漬水、0.3%

重曹となるように調製した浸漬液を加えて、各々28℃前 後の恒温槽で18時間吸水させ、先と同様の方法で煮豆を 製造した。また、蒸し豆は、紫花豆30 gを精秤し、煮豆 と同様の条件で吸水させた後、浸漬豆と浸漬液に分け、

続いて浸漬豆は、蒸し水100 mLと蒸し板を入れた電気圧 力鍋（Panasonic SR-P37-N）で、低圧、加熱時間7分の 条件により蒸し豆を製造した。また、浸漬液と調理後に 残った蒸し水を合わせて蒸し豆廃液とした。

3．各種煮豆および蒸し豆から80%エタノールおよび70%

アセトン抽出液の調製

　6条件で浸漬・加熱処理した煮豆は、少量のエタノー ルとともに金属容器に入れ、周りを氷で冷やしながらホ モジナイザーで粉砕し、十分に均質化した。抽出操作は、

Zhaohong et al. （2018）の方法に従った。均質化した 試料は蓋付きチューブに移し、30分間超音波抽出をおこ なった後、遠心分離（3,000 rpm、10分間）により抽出 液を得た。得られた上清は別のチューブに回収し、残渣 に80%エタノールを加えて同様の抽出操作を2回繰り返し

た。さらに、残渣は70%アセトンによる抽出操作を3回お こない、得られた全ての抽出液を合わせて分析試料とし た。また、0.1%食酢を添加して製造した煮豆や0.3%重曹 を添加して製造した煮豆および蒸し豆の抽出液も、上記 と同様の方法により調製した。

4．ポリフェノール含量の測定

　各種の煮豆および蒸し豆の抽出液、浸漬液、煮汁に 含まれるポリフェノール含量は、Foline-Ciocalteau法 により測定した(Miyashita et al. 2007 ; Zhaohong et al. 2018)。すなわち、1.5 mlチューブに試料0.1 ml、

蒸留水0.3 ml、Foline試薬0.4 mlを加えて攪拌後、3分 間静置した。続いて10%炭酸ナトリウム水溶液0.4 mlを 加えてよく混和後、30℃、30分間インキュベートして、

その遠心分離（3,000 rpm×10分）上清の760 nm吸光度 を測定した。各試料は検量線に収まるようにそれぞれ希 釈して用いた。また、各ポリフェノール量はカテキン相 当量として表した。

5．各試料のDPPHラジカル消去活性の測定

　煮豆および蒸し豆の抽出液、煮汁、浸漬液などのDPPH ラジカル消去活性は、Brandらの方法に従って測定した (Brand et al. 1995 ; Zhaohong et al. 2018)。すなわ ち、1.5 mlチューブに試料200 µlと蒸留水400 µl、DPPH 溶液600 µlを加えてよく混合し、暗所で15分間静置後、

遠心分離（3,000 rpm×10分間）上清の530 nmを測定して、

DPPHラジカル消去活性を求めた。各試料は検量線に収ま るようにそれぞれ希釈して用いた。また、標準物質とし てトロロックスを用い、それぞれのDPPHラジカル消去活 性をトロロックス相当量として表した。

6．統計分析

　それぞれの値は3回以上の平均値±標準偏差で表し た。有意差検定はSAS Enterprise Guide 5.1を使用し、

Turkeyの多重比較検定を用い、ｐ値は0.05として有意差 のある場合にはa〜fの文字で示した。

実験結果および考察

1．浸漬・加熱処理条件の異なる煮豆の重量

　重量30gに対して、浸漬・加熱処理に用いる蒸留水の 割合を種子重量の2倍から20倍まで変えた6通りの条件を 用いて調製した浸漬豆と煮豆の重量をそれぞれ測定し た。浸漬豆の重量は、65.3ｇから67.9ｇの範囲で、それ らの重量差は4.4gであり、浸漬に用いた水の量(B)から 浸漬豆の重量を差し引くことで、計算により求めた生豆 に吸水した水の重量は36.0ｇから38.0gの範囲で、相互 間に顕著な違いは認められなかった。しかし、煮豆の重 量は63.5ｇから80.9ｇの値を示し、煮豆相互間の重量差 は17.4gで、重量増加分（煮豆／生豆）は2.10倍から2.70 倍の増加を示した（Table 1、浸漬豆の重量データは表 に示していない）。それらの条件で加熱処理した紫花豆 煮豆の重量(C)は、有意に異なっていた。吸水段階では ほぼ十分な水の量であったにもかかわらず、用いた水の 量が少ないと、加熱処理段階で煮汁の量が僅かとなり、

6通りの条件による最終的な煮汁量(D)は顕著に異なっ ていた（Table 1）。これらのことは、浸漬・煮熟に用い る水量(B)を多くすれば、浸漬後の煮熟により吸水・膨 潤が進み、煮豆重量(C)が増大することを示唆している。

ただし、(B)/(A)値が10以上では、ほぼ同程度の煮豆重 量になると考えられる。

初沢葵・慈照江・小嶋道之

2．6通りの浸漬・加熱処理条件で製造した煮豆のポリ フェノール含量とDPPHラジカル消去活性

　紫花豆の重量に対して浸漬・加熱処理に用いる水量 を6通りの条件で製造した煮豆のポリフェノール量は、

Table 2に示した。浸漬に用いた水量(B)を生豆(A)で割っ た値である(B)/(A)値が2の時、最も煮豆ポリフェノール

含量が高く、1.36±0.05㎎/ｇ煮豆であった。また、(B)/

(A)値が2から8まで増えるに従い、煮豆ポリフェノール 含量は徐々に低い値を示した。しかし、(B)/(A)値が8以 降の煮豆ポリフェノール量はほぼ同程度であった（Table 2）。

傾向を示し、煮豆のポリフェノール含量とDPPHラジカル 消去活性の相関を検討したところ、両者の間には高い正 の相関関係が認められた（Fig. 1、相関係数 r＝0.9952）。 これらの結果は、煮豆を製造するときに用いる浸漬・加 熱処理水の量を調整することにより、煮豆の機能性を向 上させることができることを示している。

　(B)/(A)値の異なる条件で製造した紫花豆煮豆のDPPH ラジカル消去活性は、Table 2に示した。最も高いDPPH ラジカル消去活性を示したのは、(B)/(A)値が2の時で、

12.11±0.27㎎/ｇ煮豆であった。(B)/(A)値が2から8ま で増加するに従い、煮豆のDPPHラジカル消去活性は徐々 に減少し、(B)/(A)値が8以降のそれらの値はほぼ同程度 を示した。この変動は、ポリフェノールのそれと同様の

た時の煮汁のDPPHラジカル消去活性は、徐々に大きな値 を示した (Table 3)。すなわち、浸漬に用いた水の量（B）

が増えるに従い、煮汁のDPPHラジカル消去活性は増大す ることを示している。(B)/(A)値の異なる条件で加工し た煮豆加工時に生じる煮汁のポリフェノール含量とDPPH ラジカル消去活性の相関を検討したところ、両者の間に は高い正の相関関係のあることが認められた（Fig. 2、

相関係数 r＝0.9690）。これらの煮汁の結果は、煮豆製 造で生じる煮汁には多くのポリフェノール（DPPHラジカ ル消去活性）が溶出することを示している。堀ら (2009) は、アズキの熱水抽出物である煮汁に相当量のポリフェ ノールが溶出してることを報告しており、ポリフェノー ルの一部は熱水可溶性であることを報告している。

　煮豆を製造するときには、必ず煮汁が生じる。これま でに、赤金時豆の煮汁と煮豆のポリフェノール含量や組 成が異なることを報告した（Zhaohong et al. 2018）。 (B)/(A)値が異なる条件で煮豆加工を行ったときに得ら れた各煮汁のポリフェノール含量およびDPPHラジカル 消去活性を検討したところ、(B)/(A)値2の煮汁ポリフェ ノール含量が最も低く、30gの紫花豆種子から得られ た煮汁全体のポリフェノール量は10.3±0.3㎎であった

（Table 3）。また、(B)/(A)値が2から8まで増大する条件 では、煮汁ポリフェノール含量も徐々に大きな値を示し た。また、煮汁全体に含まれるDPPHラジカル消去活性は、

(B)/(A)値が2の時に最も低い値の74.0±1.8μmol（トロ ロックス相当量に換算）で、 (B)/(A)値が徐々に増大し

初沢葵・慈照江・小嶋道之

は0.87±0.03㎎/g煮豆、0.1%食酢を用いて製造したそれ は0.94±0.02㎎/g煮豆、および0.3%重曹を用いて製造し た煮豆のそれは0.74±0.01㎎/g煮豆であった。また、蒸 し豆のポリフェノール含量は1.49±0.06㎎/g蒸し豆で、

蒸留水のみで製造した煮豆ポリフェノール含量に比べ て、約1.7倍高い値を示した。

3．加工処理条件の異なる煮豆と蒸し豆に含まれるポリ フェノール含量とDPPHラジカル消去活性

　蒸留水のみ、0.1%食酢および0.3%重曹の浸漬液を加え て製造した3種類の煮豆、および蒸し豆に含まれるポリ フェノール含量とDPPHラジカル消去活性をTable 4に示 した。蒸留水のみで製造した煮豆のポリフェノール含量

告している（Zhaohong et al. 2018）ので、廃液量が少 ない蒸し豆には、それらの機能性が残存していることが 推測できる。蒸し豆の廃液には、浸漬した時や蒸したと きに種実から溶けだした溶出物が含まれており、蒸し豆 の製造方法が異なれば、その値に若干の差異がみられる であろう。

　最終的な加工品としての蒸し豆と煮豆の機能性の高さ を比較すると、蒸し豆に含まれる抗酸化活性の方が煮豆 のそれよりも2倍程度高い値であることを明らかにした。

参考文献

Boateng J, Verghese M. 2008. Effect of processing on antioxidant contents in selected dry beans (Phaseolus spp. L). LWT-Food Science and Technology 41(9):1541-1547

Brand WW, Cuvelier ME, Berset C. 1995. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensmittel-Wissenschaft und Technologie 28: 25–30

Guzel D, Sayar S. 2012. Effect of cooking methods 　蒸留水のみで製造した煮豆のDPPHラジカル消去活性は

5.22±0.10μmol/g煮豆、0.1%食酢を用いて製造したそ れは7.05±0.09μmol/g煮豆、および0.3%重曹を用いて 製造した煮豆のそれは3.82±0.18μmol/g煮豆であった。

煮豆を製造する際に食酢や重曹を加えて加工すると、抗 酸化活性に有意な影響を与えることが示された（Table 4）。また、蒸し豆のDPPHラジカル消去活性は10.54±0.93 μmol/g蒸し豆で、蒸留水のみで製造した煮豆ポリフェ ノール含量に比べ、蒸し豆のDPPHラジカル消去活性の方 が約2.0倍高い値を示した（Table 4）。また、蒸し豆の ポリフェノール含量とDPPHラジカル消去活性は、食酢や 重曹を添加した煮豆のそれらよりも、いずれも有意に高 い値を示した。

　0.1%食酢および0.3%重曹を浸漬液として煮豆を製造し た時に生じる煮汁に含まれる全ポリフェノール含量は、

前者のそれは110.6±12.9 mg、後者のそれは112.1±0.9 mgであった。また、蒸し豆廃液に含まれる全ポリフェノー ル含量は44.4±1.7 mgで、煮豆のそれらの値の1/2以下 の値であった。これまでに、赤金時豆の煮汁ポリフェノー ルの方が煮豆ポリフェノールよりも抗酸化活性やα－グ ルコシダーゼ活性阻害作用などの機能性の高いことを報

cooked bean and cooking liquid polyphenols from red kidney bean. Research Bulletin of Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine 39:32-39

Abstract

Scarlet runner beans (purple) were boiled in different amounts of water used for soaking and heating treatment and their antioxidant activity was investigated. The highest DPPH radical scavenging activity (12.11±0.27 μmol/g boiled beans) was observed in the boiled bean extract processed using twice the amount of water (mL) for soaking and heating treatment than the weight (g) of the raw beans. The DPPH radical scavenging activity of the boiled bean extract decreased with the increase in the ratio of the amount of water (mL) used for soaking and heat treatment to the weight of the raw beans (g). There was a positive correlation between DPPH radical scavenging activity and the polyphenol content of these boiled bean extracts (correlation coefficient r = 0.9952).

These results indicate that the lower the amount of water used in the soaking and heating process for making boiled beans, the higher the antioxidant activity. However, if the amount of water used to process the boiled beans is reduced, the beans become hard. The antioxidant activity of scarlet runner beans (purple) treated with the boiling method with a small amount of vinegar or baking soda to reduce their hardness and those treated with the steaming method was investigated.

In conclusion the functionality of steamed beans prepared by the steaming method was higher than that of boiled beans prepared by adding vinegar or baking soda among the processing methods investigated in this study.

Keywords

: Phaseolus coccineus L, boiled beans, steamed beans, functionality, polyphenols

on selected physicochemical and nutritional properties of barlotto bean, chickpea, faba bean and white kidney bean. Journal of Food Science and Technology 49(1):89–95

堀由美子、村社知美、福村基徳、鳥居塚和生、伊田喜光．

2009．アズキ熱水抽出物（アズキ煮汁）の成分とそ の抗酸化能．日本栄養・食糧学会誌　62(1):3-11 Knorr D. 1999 Process assessment of high-pressure

processing of foods: An overview. In F. A. R.

Oliveira & J. C. Oliveira (Eds.). Processing foods. Quality optimization and process assessment. pp. 249–267

Miyashita J, Nishi S, Saito Y, Koaze H, Hironaka K, Kojima M. 2007. Annual variations in the anthocyanin contents of blueberry fruit grown in Hokkaido. Research Bulletin of Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine 28:35–40

Nuria ER-G, Rubẽn FG-L, Francisco JIb-P, Cynthia

e

Phaseolus vulgaris

Sultana B, Anwarl F, Iqbal S. 2008. Effect of different cooking methods on the antioxidant activity of some vegetables from Pakistan.

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Phaseolus vulgaris